VoL.26 No.1 刘慧敏等：原位颗粒含量对半固态7075铝合金组织的影响 61 e 图2喷射沉积铝合金在620℃保温30min的半固态组织.(a)7075;(b)7075+1.15%TiC;(@)7075+1.73%TiC;(d7075+ 2.91%TiC;(e)7075+4.48%TiC;(07075+5.95%TiC Fig.2 Microstructures of the spray formed Al alloy reheated at 620C for 30min 低熔点共晶组织熔化并形成熔池，同时由于溶质 加入量的增多，合金的平均晶粒尺寸逐渐减小， 的扩散作用晶界呈现出“锯齿”状结构，相邻的 以上结果表明，有无原位TC颗粒的加入，对 “锯齿”逐渐延伸会合并包围一个小区域形成新 喷射沉积7075铝合金的半固态二次加热组产生 的小晶粒，沉积态的等轴晶特征被破坏，这一现 截然不同的效果，在相同的加热保温条件下，单 象随着原位反应颗粒含量的增加而加剧. 纯的7075铝合金组织比含有原位TC颗粒的 图3定量地给出了原位TC颗粒含量对喷射 7075铝合金的粗大，而且晶粒大小极不均匀，其 沉积半固态7075+TiC铝合金平均晶粒尺寸的影 尺寸分布范围比较宽.加入原位TC颗粒后，合 响规律.合金的平均晶粒尺寸总体上随原位TC 金组织得到了明显的改善，证明原位TC颗粒具 颗粒含量的增加而减小，与图1和图2中的组织 有良好的钉扎晶界及阻止晶粒长大的作用.但并 是相对应的.当TiC颗粒含量为0时，也即未加 非所加的原位颗粒数量越多，效果就越好.颗粒 TC颗粒的7075铝合金的平均晶粒尺寸明显大 含量超过一定值后，晶粒大小基本趋于稳定状 于其他具有不同颗粒含量的7075铝合金的平均 态，而且出现颗粒的网状分布，在本次实验中整 晶粒尺寸，可以推断加入原位TC颗粒使得晶粒 体组织最理想的是颗粒含量为2.91%的7075铝 长大行为受到强烈限制，而且随着原位TC颗粒 合金，在610℃仍然保持着细小的等轴晶组织，晶 80 粒大小基本一致，经统计其平均直径为27m,可 70 7075+TiC 以认为已具备作为半固态浆料的组织特征.颗粒 0K 含量继续增大到4.48%，5.95%时，除了晶粒进一 620℃，30min 步被细化及晶界上的颗粒增多呈网状分布以外， 换 没有其他本质的不同，而这种网状分布的颗粒有 40 30 610℃，30min 可能对合金性能产生不良的影响，颗粒含量减少 20 至1.73%，1.15%后，局部区域有晶粒异常长大现 10 象使得组织的均匀化程度下降，同时其周围的颗 0 2345 粒比其他均匀区域要少，分析认为原位TC颗粒 6 TiC的体积分数% 未能分布到该区域.但原位TC颗粒分布到位的 图3喷射沉积7075+TC铝合金的平均晶粒尺寸 区域.其晶粒尺寸也同样表现出细小均匀的特 Fig.3 Grain size of the spray formed 7075+TiC alloy 点.所以在材料制备工艺上采取更加有效的措匕 刘 慧敏等 原位颗粒含里对 半 固态 铝合 金 组织 的 影 响 ‘ 图 喷射沉积铝 合金在 ℃ 保温 的 半 固 态 组织 伪 ， 扮 姗 月 ℃ 低熔 点共 晶组 织熔 化 并 形成 熔池 ， 同时 由于 溶质 的扩 散作用 晶界 呈 现 出 “ 锯 齿 ” 状 结构 ， 相 邻 的 “ 锯 齿 ” 逐渐 延 伸 会 合 并包 围一个 小 区 域 形 成 新 的小 晶粒 ， 沉 积 态 的等轴 晶特 征 被 破 坏 ， 这 一 现 象 随着 原位 反 应 颗 粒 含 量 的增 加 而 加 剧 图 定量 地 给 出 了原位 颗 粒 含 量 对 喷射 沉 积 半 固态 铝 合 金 平 均 晶粒 尺 寸 的影 响 规律 合 金 的平 均 晶粒 尺 寸 总体 上 随原位 颗 粒含量 的增 加 而 减 小 ， 与 图 和 图 中的组 织 是相 对 应 的 当 颗 粒 含量 为 时 ， 也 即 未 加 颗 粒 的 铝 合 金 的平 均 晶粒 尺 寸 明显 大 于 其 他 具 有 不 同颗 粒 含 量 的 铝 合 金 的平 均 晶粒 尺 寸 ， 可 以推 断加 入 原位 颗 粒 使 得 晶粒 长 大行 为 受 到 强 烈 限制 ， 而 且 随着 原位 颗 粒 ℃ ， ℃ ， 加 彩毋、喂除叱日二 一山一 目 ‘ 一一 ‘ 一 ‘ ‘ ，一一 一 的体积 分数从 图 喷射沉积 铝 合金 的平均 晶粒尺 寸 哈 抚 升 加 入 量 的增 多 ， 合 金 的平 均 晶粒 尺 寸 逐 渐 减 小 以上 结 果 表 明 ， 有 无 原位 颗粒 的加 入 ， 对 喷 射 沉 积 铝 合 金 的半 固态 二 次加 热 组 产 生 截 然 不 同 的效 果 在 相 同 的加 热 保 温 条 件 下 ， 单 纯 的 铝 合 金 组 织 比含 有 原 位 颗 粒 的 铝 合 金 的粗 大 ， 而 且 晶粒 大 小极 不 均 匀 ， 其 尺 寸 分 布 范 围 比较 宽 加 入 原 位 颗 粒 后 ， 合 金 组 织 得 到 了 明显 的 改善 ， 证 明原位 颗 粒 具 有 良好 的钉 扎 晶界 及 阻止 晶粒长 大 的作用 但 并 非 所 加 的 原位 颗 粒 数 量越 多 ， 效 果 就 越好 颗 粒 含 量 超 过 一 定值 后 ， 晶粒 大 小 基 本 趋 于 稳 定 状 态 ， 而 且 出现颗 粒 的 网状 分 布 在 本 次 实验 中整 体 组 织 最 理 想 的是 颗 粒 含 量 为 的 铝 合 金 ， 在 ℃ 仍 然 保 持着细 小 的等轴 晶组 织 ， 晶 粒 大 小基 本 一 致 ， 经 统 计 其平 均 直 径 为 娜 ， 可 以认 为 已 具备 作 为半 固态 浆料 的组 织特征 颗 粒 含 量 继 续增 大到 ， 时 ， 除 了 晶粒 进 一 步被细 化 及 晶界 上 的颗 粒 增 多呈 网状 分布 以外 ， 没 有其他 本质 的不 同 ， 而 这种 网状 分布 的颗粒有 可 能对 合 金 性 能产 生不 良的影 响 颗粒 含量 减 少 至 ， 巧 后 ， 局 部 区 域有 晶粒 异 常 长 大 现 象使得组 织 的均 匀化程度 下 降 ， 同时其 周 围的颗 粒 比其他 均 匀 区域 要 少 ， 分 析 认 为 原位 颗 粒 未 能分 布到 该 区域 ， 但 原 位 颗 粒 分 布 到位 的 区 域 其 晶粒 尺 寸 也 同样 表现 出细 小均 匀 的特 点 所 以在 材 料 制 备 工 艺 上 采取 更 加 有 效 的措